利用极坐标解圆锥曲
线题
利用极坐标解题
知识点精析: 椭圆、双曲线、抛物线可以统一定义为:与一个定点(焦点)的距离和一
条定直线(准线)的距离的比等于常数e 的点的轨迹.
以椭圆的左焦点(双曲线的右焦点、抛物线的焦点)为极点,过点F 作相应准线的垂线,垂足为K ,以FK 的反向延长线为极轴建立极坐标系. 椭圆、双曲线、抛物线统一的极坐标方程为: θ
ρcos 1e ep
-=.
其中p 是定点F 到定直线的距离,p >0 . 当0<e <1时,方程表示椭圆;
当e >1时,方程表示双曲线,若ρ>0,方程只表示双曲线右支,若允许ρ<0,方程就表示整个双曲线;
当e=1时,方程表示开口向右的抛物线.
引论(1)若 1+cos ep
e ρθ
=
则0<e <1当时,方程表示极点在右焦点上的椭圆 当e=1时时,方程表示开口向左的抛物线 当e >1方程表示极点在左焦点上的双曲线 (2 )若1-sin ep
e ρθ
=
当 0<e <1时,方程表示极点在下焦点的椭圆
当e=1时,方程表示开口向上的抛物线 当 e >1时!方程表示极点在上焦点的双曲线 (3)1+sin ep
e ρθ
=
当 0<e <1时,方程表示极点在上焦点的椭圆 当e=1时,方程表示开口向下的抛物线 当 e >1时!方程表示极点在下焦点的双曲线 例题选编
(1)二次曲线基本量之间的互求
例1.(复旦自招)确定方程10
53cos ρθ
=-表示曲线的离心率、焦距、长短轴
长。
解法一:3102
5333
1cos 1cos 55ρθθ?
==--
31053
e P ∴==,
2332555851015
103383c a c a a b a c c c
???===??????∴?????
???-===??????
52
b ∴== 31554e ∴=方程表示椭圆的离心率,焦距,25
54
长轴长,短轴长
解法二:转化为直角坐标 (2)圆锥曲线弦长问题
若圆锥曲线的弦MN 经过焦点F ,
1、椭圆中,c
b c c a p 2
2=-=,θθπθ2222cos 2)cos(1cos 1c a ab e ep e ep MN -=--+-=.
若椭圆方程为,半焦距为,焦点
,
设过
的直线的倾斜角为
交椭圆于A 、B 两点,求弦长
。
解:连结,设,由椭圆定义得
,由余弦定理得
,整理可得,同理可求得
,则弦长
。
同理可求得焦点在y 轴上的过焦点弦长为(a 为长半轴,b 为短半
轴,c 为半焦距)
结论:椭圆过焦点弦长公式:
2、双曲线中,(注释:双曲线问题比较特殊,很多参考书上均有误解。) 若M 、N 在双曲线同一支上,
θ
θπθ2222
cos 2)cos(1cos 1c a ab e ep e ep MN -=
--+-=; 若M 、N 在双曲线不同支上,2
222
cos 2cos 1cos 1a c ab e ep e ep MN -=--+-=θθθ
设双曲线
,其中两焦点坐标为
,过
的直线的倾斜角为
,交双曲线于A 、B 两点,求弦长|AB|。
解:(1)当时,(如图2)直线与双曲线的两个交点A 、B
在同一交点上,连
,设
,由双曲线定义可得
,由余弦定理可得
整理可得,同理
,则可求得弦长
。
(2)当或时,如图3,直线l与双曲线交点A、B 在两支上,连,设,则,
,由余弦定理可得,
整理可得,则
因此焦点在x轴的焦点弦长为
同理可得焦点在y轴上的焦点弦长公式
其中a为实半轴,b为虚半轴,c为半焦距,为AB的倾斜角。
3、抛物线中,θ
θπθ2
sin 2)cos(1cos 1p
p p MN =--+-=
若抛物线与过焦点的直线相交于A 、B 两点,若的倾斜角
为
,求弦长|AB|?(图4)
解:过A 、B 两点分别向x 轴作垂线为垂足,设,
,则点A 的横坐标为,点B 横坐标为,由抛物线定义
可得
即
则
同理的焦点弦长为